蔡志武,袁海波,张升康

(1.北京卫星导航中心,北京 100094;2.中国科学院国家授时中心,西安 710600;3.北京无线电计量测试研究所,北京 100854)

1 时间基准的现状

1.1 理论定义

时间基准通常指的是在国际、国家、地区或某个领域被公众所认可的或法律所规定的作为源头的具有最高地位的参考时间,其他的各类时间都需要溯源至时间基准或与时间基准保持一致。通常情况下,时间基准也具有最高的性能,并通过高精度的量值传递体系向下分发。例如,协调世界时(temps universel coordonné/coordinated universal time, UTC)是当今世界生产生活等日常活动的时间基准,在国际上它被广泛认可,同时还具有法定效力和最高的综合性能。

时间基准一般需要通过具体的时间系统来代表,时间系统通常需要对时间的产生方式、表达形式、物理实现等进行具体明确的规范。从存在形式来看,有些时间系统主要以理论形态存在,有些主要以物理形态存在。

时间系统的定义包含时间单位长度、时间起点、时间的计量方式等内容,其中时间单位长度的定义具有重要的意义,直接决定了时间系统的准确性和稳定性等关键性能。现代科学中,通常采用秒作为时间的基本单位。如何定义秒,是一个涉及面很广的问题。从现代科学的角度上看,要定义秒,首先需要深刻地认识什么是时间。

时间是科学时空观的一部分,在牛顿理论体系下的时空观中,时间是用于描述物质运动的顺序性、持续性的参数,时间是绝对的、平直的,与物质的运动状态无关、与所处的空间位置无关;在爱因斯坦相对论体系下的时空观中,时间与物质的运动速度相关,与所处的空间位置是相关的,与空间的质量分布和引力场大小是相关的。……